Курс лекций по основам программирования Учебно-методическое пособие icon

Курс лекций по основам программирования Учебно-методическое пособие


Смотрите также:
Краткий курс лекций по философии учебно-методическое пособие для студентов всех специальностей...
Профессор А. И. Бекетов...
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Английский язык: базовый курс»...
Учебно-методическое пособие по неорганической химии Барнаул 1999...
Краткий курс лекций (учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей)...
Учебно методическое пособие Архангельск 2011...
Учебно методическое пособие Архангельск 2012...
План семинарских занятий по курсу «Философия». Раздел...
Учебно-методическое пособие Москва  2008 Психологическое обеспечение профилактики нарушений...
Учебно-методическое пособие по истории мировых религий брянск 2007...
Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург...
Учебно-методическое пособие для студентов экономических специальностей Волгоград 2008...



Загрузка...
страницы:   1   2
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Экономический факультет


Кафедра экономической информатики


В.И. Малыженков

Информатика и вычислительная техника

Курс лекций по основам программирования


Учебно-методическое пособие


Рекомендовано методической комиссией экономического факультета

для студентов высших учебных заведений, обучающихся

по направлениям экономика, менеджмент


Нижний Новгород

2011


Малыженков В.И. ^ Информатика и вычислительная техника. Курс лекций по основам программирования: Учебно-методическое пособие – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2011. – 52 с.


В пособии рассматриваются методы и приемы решения задач с использованием персонального компьютера, дается описание двух языков программирования – Бейсика и Паскаля.

Приводятся этапы решения задачи на ПК, рассматриваются алгоритмические структуры в виде блок-схем как основа логического мышления при составлении алгоритмов решения задач. Затем дается описание языков программирования Бейсика и Паскаля, где основные операторы рассматриваются в соответствии с алгоритмическими структурами блок-схем. Приводятся принципы парадигмы структурного программирования, где программная система формируется как совокупность взаимосвязанных модулей, каждый из которых представляет собой линейную последовательность алгоритмических структур.

Изложение теоретического материала сопровождается решением конкретных задач. При этом задача о начислении зарплаты выбрана для иллюстрации различных подходов к её решению, начиная от простейших способов организации данных и заканчивая сложными типами данных, организованных в файлы. Тем самым осуществляется подготовка студентов к изучению дальнейшего материала курса по информатике, связанного с базами данных и табличными процессорами.

Пособие предназначено для обучения студентов экономического факультета. Кроме того, оно может быть полезно абитуриентам университета и всем, кто приступает к изучению программирования.

.


Рецензент: доцент, к.т.н. Громницкий Владимир Семенович


© Малыженков В.И., 2011

© Нижегородский государственный

университет им. Н.И. Лобачевского, 2011

Содержание


Введение………………………………………………………………….………..4

Глава1. Основы компьютерной грамотности………………...…………………5

1. Что такое компьютер?.................................................................................5

2. Базовая конфигурация ПК………………………………………………..5

3. Операционные системы (ОС)………………………………………….…7

4. Файловая система MS DOS и WINDOWS……………………………….8

5. Структура файловых систем………………………………….…………10

Глава 2. Обработка данных в среде алгоритмических языков……………..…11

  1. Парадигмы программирования………...………………………………11

2. Этапы решения задач на компьютере…………………………………..11

3. Общее описание языков программирования (Basic, Pascal)…………..16

3.1 Алфавит………………………………………………………….…16

3.2 Описание данных………………………………………………….17

3.2.1. Типы данных…………….……………………………….17

3.2.2 Константы…………………………………………………17

3.2.3 Переменные…………………………………………...…..19

3.2.4 Функции…………………..……………………………….20

3.3 Выражения…………………………………………………………21

3.3.1. Арифметические выражения……………………………21

3.3.2.Логические выражения…………….……………………..22

3.3.3 Строковые выражения………………………..…………..23

3.4.Основные исполняемые операторы языков……………………...23

3.4.1 Оператор присваивания………………………………….24

3.4.2 Условный оператор………………………………………24

3.4.3 Оператор выбора по ключу…………………..………….25

3.4.4 Операторы цикла………………...……………………..27

3.4.5 Оператор безусловного перехода…………...……….30

3.4.6 Операторы ввода – вывода……………………………30

3.5.Структура программного модуля……………………………...…31

4. Пример решения задач с модульным подходом……………………….32

  1. Сложные типы данных………………...………………………………..35

  2. Обработка файлов данных…………………………………..………….38

6.1. Общие понятия……………………..……………………………..38

6.2. Основные операции по обработке файлов………..…………….39

6.3 Операторы (процедуры) обработки файлов в Basic и Pascal…...40
  1. Принципы структурного программирования…………..……………..44


  2. Описание простейших модулей………………………………………..46

9. Пример составления программы в соответствии с принципами структурного программирования………………………………………47

Литература……………………………………………………………………...51


Введение


Термин «информатика» впервые появился во Франции в начале 70-х годов и произошел от сочетания двух слов: information (информация, разъяснение) и automatique (автоматика, автоматический). Так образовалось французское слово informatique. В русском языке вместо вольного перевода этого термина как «информационная автоматика» утвердилось понятие «информация и средства её автоматической обработки». В США укоренился другое словосочетание - сomputer science – наука о компьютерах.

В нашем курсе мы будем представлять информатику как составляющую следующих компонент:




Настоящий курс лекций посвящен изучению части программного обеспечения персональных компьютеров, называемой как средства программирования на языках Бейсик и Паскаль.


Глава1. Основы компьютерной грамотности.


1. Что такое компьютер?


Термин «компьютер» образован от английского слова compute – вычислять. Так же переводится и английское слово calculate, однако под compute обычно понимается выполнение более сложных операций, в том числе и логических. Так появилось два типа счетно-решающих устройств: компьютеры и калькуляторы.

С точки зрения пользователя компьютер – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач (обработка, хранение, передача информации).

С технической точки зрения компьютер – это любое устройство или система, способная выполнить заданную четко определенную последовательность операций (программу). Как техническое устройство компьютер в настоящее время получил самое широкое распространение и используется практически в любой сфере человеческой деятельности - от бытовой техники до астрофизических расчетов. В связи с этим классификация компьютеров очень широка - от микро- до суперкомпьютеров.

Наибольшее распространение в настоящий момент получили персональные компьютеры. Впервые они появились в 80-е годы прошлого столетия. Основными причинами широкого распространения ПК стали ориентация на одного пользователя, открытость персонального компьютера, т.е. возможность присоединения к нему дополнительных устройств в зависимости от потребностей пользователя, и дешивизна, позволившая стать ПК предметом домашнего обихода. В настоящее время в мире насчитывается более 1 миллиарда персональных компьютеров.


^ 2. Базовая конфигурация ПК.


К основным устройствам персонального компьютера относятся:


  1. системный блок;

  2. монитор;

  3. клавиатура;

  4. “мышь”.


В системном блоке содержится главное устройство ПК – материнская плата, содержащая процессор и оперативную память компьютера. Процессор предназначен для выполнения всех операций, задаваемых компьютеру, оперативная память хранит программы во время их работы, а также непосредственно обрабатываемые данные.

Кроме того в системном блоке находятся:

HDD, НЖМД – hard disk drive, накопитель на жестких магнитных дисках (жесткий диск, винчестер) - устройство хранения информации. Информация с HDD пересылается в оперативную память для обработки или на внешние устройства. Отличается от оперативной памяти существенно большими объемами хранимой информации, но меньшей скоростью доступа к ней. На винчестере храниться важнейшая часть программного обеспечения любого компьютера - операционная система;

FDD, НГМД – floppy disk drive – дискета, предназначенная для переноса информации с одного на другой компьютер;

CD ROM – compact disk read only memory (память только читается);

DVD –R, RW – design video drive, диски для чтения или чтения-записи. Отличаются от CD , большим обьемом хранимой информации;

Видео – и сетевые карты;

Порты и разъемы для присоединения к компьютеру различных внешних устройств (флэшки, карты памяти и др.)


Монитор.


Монитор – это устройство для просмотра вводимой и выводимой информации, диалоговое устройство.

Мониторы бывают разных типов: с ЭЛТ – электронно-лучевая трубка; ЖК – жидкокристаллические, плазменные. В настоящее время в основном используются ЖК-монитры. Мониторы обладают определенными характеристиками:

  1. размер диагонали экрана (типовые 14"-21", всего от 9" до 42" (23-106см);

  2. частота обновления и регенерации от 75-до 110Гц. Ниже - мигание, выше – размывание и удвоение изображение;

  3. разрешение – количество пикселей на миллиметр(мин:640х480, - 1024х768 - мах:1280х1024); размер пикселя в среднем 0.18-0.25 мм, не выше 0,28;

  4. ТСО-92-95-99 – Total Cost Oqupation - это классы защиты потребителя от электромагнитного излучения экрана монитора.


Клавиатура.


Клавиатура является устройством ввода информации. С помощью клавиатуры можно вводить тексты, текстовые команды и некоторые специальные команды (Esc,Ctrl и другие).

На клавиатуре более чем 100 клавиш. Их можно подразделить на следующие группы:

а)буквенно – цифровые клавиши. Эту группу отличает раскладка клавиатуры. Как правило она латинская - тип QWERTY (пять левых латинских букв верхнего ряда клавиш), или, что то же самое), русская ЙЦУКЕН. Существуют клавиатуры с меньшим количеством клавиш, на них работается быстрее за счет того, что набор символов осуществляется сдвигом каждой клавиши в определенном направлении. Широкого распространения они не получили в виду сложности освоения.


б)клавиши управления курсором:



Tab, Home, End, Page Up, Page Down,


в) клавиши, вырабатывающие специальные команды (Ctrl, Alt, Shift, Caps Lock, Esc)

г) функциональные клавиши (F1-F12), осуществляющие вызов какой-либо специальной программы.


«Мышь».


«Мышь» – это устройство ввода команд в виде управляющих сигналов.

«Мышь» является координатно-плоскостным манипулятором, при перемещении которого происходит изменение координат курсора. Первые «мышки» были механическими, в настоящее время распространены оптические.

Приемы работы:

1.перемещение

2.щелчок(одинарный, двойной)

3.перетаскивание, протягивание/


^ 3. Операционные системы (ОС)


ОС – самая главная часть любого программного обеспечения. Это те программы, без которых не работает ни один компьютер. О.С., часто называют оболочкой технических средств, через которую происходит взаимодействие пользователя и компьютера.


пользователь







Важнейшими функциями всякой оперативной системы являются:


  1. Управление ресурсами вычислительной системы.

  2. Управление потоком задач, обрабатываемых вычислительной системой.


Ресурсы вычислительной системывсё, что представлено в распоряжение пользователю. Главные ресурсыпамять, периферийные устройства, а также комплекс программ, расположенных на данном компьютере.

Ресурсы принято делить:

  1. физические: технические устройства, входящие в состав компьютера. (например, винчестер, ОС).

  2. логические: некоторые характеристики физических устройств (время работы процессора или объем свободной ОС, свободная память на винчестере).



Управление потоком задач.


Задача – процесс, который возникает в вычислительной системе, при запуске программы пользователя. При этом в компьютере могут работать множество вспомогательных программ ОС, обслуживающих программу пользователя.

Например, при всяком обращении к физическому устройству пользователя запускается программа ОС, обслуживающая это устройство. Она устанавливает взаимосвязь между запросом программы пользователя и данным физическим устройством. Практически у каждого физического устройства (внешнего периферийного) существует такая программа. Она носит название драйвер.

Операционные системы являются многозадчными. Это означает, что на компьютере «одновременно» могут работать несколько программ пользователя. Однако процессор компьютера в каждый момент времени может исполнить только одну команду той или иной программы. Поэтому ОС работают в так называемом режиме с разделением времени. Это означает, что каждой загруженной программе выделяется определённый промежуток времени (квант времени), по истечению которого управление передаётся следующей программе. Поскольку скорость работы компьютера велика, то создаётся впечатление одновременной работы всех программ. Операционная система предусматривает наличие приоритетов в работе некоторых системных программ; им выделяется большее количество времени. Поэтому работа некоторых программ может «тормозиться».

Всякое общение пользователя ПК через операционную систему осуществляется по определённым правилам, совокупность которых называется пользовательским интерфейсом .


Существуют два типа пользовательского интерфейса: текстовый и графический. Текстовый интерфейс использовался в первых операционных системах, самыми распространенными среди которых являются ОС семейства MS DOS. Для реализации текстового интерфейса требовалась клавиатура и монитор. Графический интерфейс появился в ОС семейства WINDOWS и реализовывался с помощью «мышки» и монитора.

MSDOS и WINDOWS имеют общую файловую систему.


^ 4. Файловая система MS DOS и WINDOWS.


Под файловой системой понимают совокупность правил для организации и хранения данных на жестких дисках.

За период развития операционных систем файловые системы получали следующие названия:

FAT (File Allocation Table) – таблица размещения файлов.

VFAT (Virtual File Allocation Table) – виртуальная таблица размещения файлов.

FAT 32, FAT 64 – разновидности файловых систем. Связано с количеством одновременно обмениваемых битов.

NTFS – файловая система WINDOWS NT, 2000, XP

Всякие файловые системы являются дисковыми, то есть совокупность правил по организации файлов подразумевает именно организацию на дисках.

Одним из правил является наличие у дисков собственных имен, и именем любого диска является латинская буква с двоеточием.

Главный диск любой системы имеет имя C:

В компьютерах, как правило, один жесткий диск (физический), который файловыми системами поделен на множество логических дисков, каждый из которых имеет свое собственное имя.

Имена задаются при установке ОС и разбиении жесткого диска на логические (по порядку) - C: , D: , E: , X: , Y: .

Информация расположена на дисках всегда в виде файлов.


Файл – некоторая именованная совокупность данных, расположенная на внешних носителях. Имена собственных файлов пользователь придумывает сам.

Существует ряд системных файлов, имена которых фиксированы и они не могут быть изменены. В операционной системе файлом считается любой поток данных, переходящий от одного устройства к другому, например:


CON – имя файла обмена с консолью (монитором);

PRN – имя файла, выводимого на принтер.


Имя файла пользователя является последовательностью символов количеством до 256 символов в WINDOWS и до 8 символов в MS DOS. Первая буква этой последовательности в MS DOS должна быть буква. После этой последовательности в имени может стоять точка и последовательность до трех букв в MSDOS и более в WINDOWS, называемая расширением файла.


Расширение файлов – последовательности символов, которые относят файл к определенному классу. Классы файлов задаются программами, которые их обрабатывают: mp3, ppt, doc, xls, txt, jpg, avi, bas, pas и другие. Имя файла с расширением называется неполным именем файла.


Маска (или шаблон) задается вместо неполного имени и определяет группу файлов. В неполном имени файлов используются символы: либо – “*”, либо - “?”.

Символ “*” означает – любая последовательность символов.

“?” означает – один символ в неполном имени файлов.


Пример: *.* – файл с любым именем и любым расширением.

Мой файл.* - файл «Мой файл» с любым расширением.

???.jpg – все картинки, с именем из трех символов.


^ 5. Структура файловых систем.


Файловая система имеет иерархическую структуру, при которой файлы могут находиться на разных уровнях. При этом файлы нижнего уровня расположены внутри файлов верхнего уровня. Такие файлы носят название каталогов (MSDOS) или папок (WINDOWS). Иерархическая структура изображается в виде математического объекта – «графа - дерева».

С: корневой каталог.

.К 3- узлы дерева

Ф 3

К 1

К 2

К4

Ф 1 Ф 3 Ф 1 К 5

Ф 2 Ф 5

Файлы, как совокупности обрабатываемых данных, находятся на этом дереве на самом нижнем уровне. Каждый файл помимо неполного имени имеет полное имя или спецификацию. Полное имя (спецификация) состоит из пути к файлу и неполного имени. Путь к файлу – это список вложенных каталогов, содержащих данный файл. Например:

C: / K1 / K2 / Ф3 - спецификация, полное имя имя файла Ф3.

С: / K3 / Ф3 - спецификация второго файла с именем Ф3, где

C: / K3 / путь к файлу, Ф3 – неполное имя.

Таким образом файлы, находящиеся на одном диске, могут иметь одинаковые неполные имена, но все они имеют разные спецификации.

^ Родительский каталог – каталог, которому принадлежит данный файл.

Текущий (рабочий) каталог – где в данный момент осуществляется работа.

При обработке файлов текущего каталога достаточно использовать неполное имя файла, при работе с файлами из разных каталогов требуется использовать спецификации файлов.


Глава 2. Обработка данных в среде алгоритмических языков.


^ 1. Парадигмы программирования.


Парадигма - это совокупность научных методов и решений, определяющих какое-либо направление в науке.

В процессе развития компьютеров и методов обработки информации появилось большое количество языков программирования: Фортран, Пролог, Алгол, Ada, Вasic, Modula, Лисп, Паскаль, PL/1, Cи, Си++, Java и другие. Все языки условно можно поделить на группы, которые отличаются друг от друга походом к решению задачи на компьютере и, соответственно, методами построения программ для реализации их решения. Так сформировалось понятие парадигмы программирования. Понятие это еще не устоявшееся, и в литературе можно встретить различные описания парадигм программирования. Мы выделим три наиболее часто встречающихся: директивное программирование, декларативное программирование и объектно-ориентированное программирование

Директивное программирование (которое в литературе так же определяется как императивное, процедурное, процедурно-ориентированное, модульное, структурное) предполагает такое решение задачи, где программа представляет собой последовательность команд, которую компьютер затем транслирует в машинный код. Представителями таких языков программирования из перчисленных яяются Фортран, Алгол, Ada, Вasic, Modula, Паскаль, PL/1, Cи.

При декларативном программировании на первом месте выступает не собственно последовательность действий, приводящих к результату, а сама задача, которую надо решить. Программа представляет собой детальное формализованное описание постановки задачи, которое затем транслируется в машинную программу (Пролог, Лисп). Эта парадигма получила также название функционально-логического программирования.

Объектно-ориентированное программирование в настоящий момент используют высоко квалифицированные программисты для создания больших программных комплексов. Оно предполагает жесткую организацию данных и тесную связь с методами их обработки. Для изучения программирования это наиболее сложная парадигма.

В настоящем курсе мы будем ориентированы на первую парадигму программирования.


^ 2. Этапы решения задач на компьютере.


1) Постановка задачи в виде текста, или информационных таблиц, или математических формул, или в любой другой форме, корректно описывающей задачу данной предметной области, например:

Задача: Посчитать объем выпускаемой продукции за некоторый промежуток времени, если известна производительность труда в каждый момент этого промежутка.

Задача: Рассчитать демографию населения на ближайшие 10 лет.

Задача: Решить квадратное уравнение.

2) Составление математической модели задачи. Задача должна быть максимально формализована и описана в виде математических формул, например:

W – объем продукции;

t0,t1 – начальное и конечное значения времени t;

T = t1 – t0;

Z(t) – производительность труда.

Производительность можно вычислить при помощи интеграла на промежутке от t до t1. интеграл от Z(t) по dt:



3)Выбор численного метода решения задач. Для численного нахождения интеграла существуют различные численные методы, например, метод прямоугольников или трапеций.

4)Составление алгоритма решения задач – четко обозначенная последовательность действий по решению конкретной задачи. Каждый алгоритм обладает следующими свойствами:

    1. Конечность алгоритма, то есть решение задачи должно быть получено за конечное количество операций;

    2. Определенность алгоритма (на каждом этапе алгоритма должно быть четко известно, какую операцию надо выполнить и какую операцию надо выполнить дальше.).

    3. Массовость алгоритма (алгоритм должен предложить решение не данной конкретной задачи, а класса подобных задач).

Одним из наиболее распространенных языков записи алгоритмов являются блок-схемы. Блок-схема это последовательность геометрических фигур, внутри которых записана операция, а сами фигуры соединены стрелками, показывающими порядок выполнения операций. Простейшими из геометрических фигур являются следующие.

Порядок выполнения операций:




…………










Арифметический блок (или блок присваивания):





Условный блок:




нет да













Остановимся подробней на этапе составления алгоритма. Пусть дана задача: решить квадратное уравнение. Очевидно, что её математической моделью будет уравнение вида ax² +bx+c=0. Анализ задачи позволяет выявить следующие численные операции для нахождения решения:

a) x1,x2 = (-b±(b²-4ac)½)/2a, D=b²-4ac>0

a≠0

b) a≠0, D<0 – нет решений

c) a=0 => bx+c=0 => x= (-c)/b

b≠0

d) a=0 и b=0 => c=0

e) a=0, b=0 и c=0 – x- любое действительное число

f) a=0, b=0, c≠0 – нет решений.


Тогда алгоритм решения задачи можно представить в виде следующей блок-схемы:




5) Программирование – это запись алгоритма решения задачи на каком-либо языке программирования.

Языки программирования:

1-ЯВУ-языки высокого уровня; приближены к естественным языкам (Бейсик, Паскаль). Их задача: как можно быстрее запрограммировать.

2-ЯНУ-языки низкого уровня; приближены к машинным языкам. Они делятся на: а) МЯ-машинные языки;

b) МОЯ-машинно-ориентированные языки (выполняют машинные команды);

c) ЯСК-языки символического кодирования (это машинные языки, но записывающие с помощью символов).

В настоящее время ЯНУ получили общее название – ассемблеры.

6) Трансляция- это перевод с символического на машинный.

символическая команда -> машинная команда

Трансляция ЯВУ: символическую программу заменяют последовательностью машинных команд.

Существует 2 типа трансляторов:

1) интерпретатор: процесс перевода программы по шаговым методам (по одной команде) с непосредственным исполнением только что переведенной команды. Интерпретаторы совмещают в себе последовательные этапы решения задачи: компоновка и выполнение. После получения результата исходный текст программы остается без изменения. Режим интерпретации используется в работе с учебными программами, так как в этом режиме удобно выполнять еще один этап: отладка.

2) Компилятор. При компиляции исходная символьная программа рассматривается как единое исходное данное для компилятора, а результатом работы компилятора является программа пользователя, записанная в машинном коде (файл с расширеием .obj-объектная программа пользователя)

При трансляции осуществляется поиск синтаксических ошибок в операторах программ. При обнаружении ошибки трансляция прекращается и выдается сообщение об ошибке.


7) Компоновка-это процесс преобразования объектной программы в программу, способную работать в данной вычислительной системе. На этапе компоновки к объектной программе пользователя (obj) присоединяются программы операционной системы, необходимые для работы программного пользователя в данной вычислительной среде. На этом этапе возможно выявление ошибок, связанных, например, с обращением программного пользователя к устройствам или программам, не существующих в данной вычислительной системе.


8) Отладка-это процесс поиска ошибок во время исполнения программы. Для отладки программы обычно используют следующие приемы:

а) создание контрольного примера, просчитанного вручную и сравнение результата работы;

b) если результаты не равны, то поиск ошибки осуществляется методом трассировки;

с) просмотр промежуточных результатов вычисления.

Трассировка-это отслеживание порядка выполнения операторов программ. Этот способ реализуется путем вставки в программу промежуточных операторов печати. Существуют автоматические способы трассировки.

При отладке могут быть обнаружены ошибки 2-х типов:

-ошибки алгоритма;

-ошибки вычисления.

При обнаружении ошибки возможно вернуться на любой из предыдущих этапов.


9) Выполнение.

На этом этапе так же могут быть обнаружены ошибки. Как правило, существует договоренность между программистом и заказчиком по обслуживанию программы и устранению ошибок.


^ 3. Общее описание языков программирования (Basic, Pascal).


Содержание этого параграфа будет излагаться в соответствии со следующей схемой:

Константы

Переменные

^ Функции

Знаки операций

Выражения

Операторы

Программа

Алфавит



3.1 Алфавит


Алфавит- это совокупность объектов, являющих собой наименьшую единицу информации в программе.

1. Буквенно-цифровые символы (рус., лат.).

2. Знаки препинания

3. Ключевые слова (зарезервированные слова - это те неделимые конструкции, из которых строятся программные объекты), например, if, for, next и другие. Эти слова не могут служить никакими другими объектами


^ 3.2 Описание данных


3.2.1. Типы данных





Это величина, которая не изменяет своего значения во время работы программы. Каждая константа обладает двумя характеристиками: значение и тип.

Типы констант можно разделить на три части: числовой логический и текстовый. В свою очередь числовой тип делится на целый, вещественный с фиксированной точкой и вещественный с плавающей точкой.

Значения константы определены формой её записи в программе. Например,

1 1.

целый вещественный

тип тип


Правила записи целых и вещественных констант.


[+-] <Последовательность цифр>

Целый тип определяет способ представления целого числа.













- 32 бита, 4 байта








- 16 битов, 2 байта


Диапазон для 2-х байтов от - до +-1 (-32768 до 32767)

32 32

Способ программирования создаёт диапазон от -2 до 2 - 1 - диапазон для 32 бит.

1. - число с фиксированной точкой.

Общий формат записи числа с фиксированной точкой.

[+-] [<Последовательность цифр>].[<цифры>]

-.1= - 0.1


Константы с плавающей точкой.

27

1.32*10

-12

0.1 * 10 -порядок

манн-

тисса


Общая форма записи числа с плавающей точкой.

<число с фиксированной точкой> Е <целое число>

-12

+.1 Е - 12 + 0.1*10

Е - экспонента


Представление этих чисел в компьютере.

Вещественные числа:

- вещественное число

- вещественное число с удвоенной точностью(8 байт)

























порядок м а н т и с с а 32

Диапазон записи в компьютере до |10|


Логический тип


Логика работает с высказываниями, утверждениями, о которых можно говорить, истинны они или ложны. В Basic в качестве логического используется числовой тип: «истина» =1 , «ложь» = 2. В Pascal константы логического типа определены как «истина» = true, «ложь» = false.


Текстовый тип


Это последовательность любых символов алфавита, заключённая в Basic в двойные кавычки, в Pascal в апострофы. Пустая строка не содержит ни одного символа и записывается как две двойные кавычки в Бейсике и два апострофа в Паскале.


.


3.2.3 Переменные


Это величины, которые во время работы программы могут изменять своё значение. Всякая переменная обладает 3 характеристиками:

  • Имя (идентификатор)

через имя мы наблюдаем переменную в программе. Имя переменных - это последовательность букв и цифр, начинающихся с буквы - правило записи имени.

В программе не может быть двух разных переменных с одним именем.

  • Значение. Получает во время работы программы. Только 2 оператора, которые позволяют придавать значение: оператор ввода и оператор присваивания.

  • Тип

Способы задания типа в Basic:

  • по умолчанию

% в конце имени - переменная целого типа

$ в конце имени - переменная текстового типа

Числовая вещественная, если в конце ничего не стоит

Существует свой набор операций и при попытке выполнения операций над переменными не собственного типа транслятор выдаёт сообщение об ошибке.

  • Помимо задания типа по умолчанию в Basic существуют другие операторы явного задания.


В языках программирования существует сложный тип переменной - переменная с индексом, являющая собой отдельный элемент сложного типа данных под названием массив.


Массивэто конечная упорядоченная совокупность переменных одного типа.


Что значит упорядоченная? Это значит, что каждый элемент массива находится на своём месте, т.е. если 2 элемента массива поменять местами, то это будет уже другой массив. Величина, определяющая местоположение переменной в массиве, называется индексом. Иначе говоря, индекс это номер элемента (переменной) в массиве.


Массив считается данным сложного типа и требует обязательного описания. В Basic описание массива выполняется с помощью оператора DIM (dimension), который относится к т.н. описательным или невыполняемым операторам. Формат записи такого оператора:


DIM <имя массива> (<максимальные размеры индексов>)


При выполнении оператора DIM в памяти компьютера выделяется место для хранения элементов массива в указанном объёме. На выделение объёма памяти для массивов существуют ограничения, заданные системой программирования.


Например: DIM A(10) , DIM Z(5,3,7)


Массивы могут иметь несколько индексов и бывают одномерные (или вектора), двумерные (или матрицы), трёхмерные и т.д. – многомерные.

В Бэйсике, если массив одномерный, то в нем максимальное значение индекса равно кол-ву элементов в массиве. В двумерном массиве кол-во элементов равно произведению максимальных значений индексов. Например в матрице DIM B(4,5) кол-во элементов равно 4*5 = 20 элементов. В памяти компьютера все элементы всех массивов расположены линейно. Это значит, что элементы матрицы будут расположены в порядке 5, 0, 2, 1, 6, 3, то есть по строчкам. Говорят, что элементы многомерных массивов расположены в порядке наибыстрейшего изменения последнего индекса. Индекс может изменяться от начального значения до максимального значения, указанного в операторе DIM. В качестве индекса может выступать переменная, например, А(i) или даже выражение - A(k+1). Использование переменных в качестве индексов обеспечило максимальную эффективность в обработке массивов.


В Pascalе описание массива задается в специальном разделе программы и имеет следующий формат:


<имя массива>: array <мин. индекс>..<макс. индекс> of <тип>;


Количество элементов в массивах в Pascal определяется как произведение разностей макс. и мин. значений индексов плюс 1 .

В качестве значений индексов мы будем использовать величины целого типа (хотя в Pascal возможны и другие типы индексов).


3.2.4 Функции.


Функция – это некоторая программа (или модуль), составленная в соответствии с правилами системы программирования. Результатом работы функции является некоторая величина. Функции бывают стандартными и нестандартными

^ Стандартной функцией называется программа (модуль), разработанная в рамках системы программирования и поставляемая вместе с ней. Они, как правило, реализуют некоторые из наиболее часто встречающихся математические функции. Стандартная функция имеет имя, по которому пользователь может обратиться к соответствующей функции для получения результата, указав при этом, если требуется, аргумент функции.



^ Таблица основных стандартных функций

Y=f(x)

Basic

Pascal



ABS(x)

Abs(x)



----

Sqr(x)



SQR(x)

Sqrt(x)

y =

EXP(X)

Exp(x)

y=ln x

LOG(x)

Ln(x)

y = sin x

sin(x)

sin(x)

y = cos x

cos(x)

cos(x)

y = arctg x

atn(x)

arctan(x)

Случайное число от 0 до 1

RND

Random

Ближайшее целое, меньшее х

INT(X)

---

Целая часть х

---

Int(x)


Это далеко не полный список стандартных функций. В книгах всегда есть приложения, в которых приводятся таблицы стандартных функций, содержащие их полный список.


Системы программирования и для Бэйсика, и для Паскаля содержат средства для создания собственных, пользовательских или нестандартных функций, о чем речь пойдет ниже.


3.3 Выражения.


Выражение – это последовательность констант, переменных и функций соединённых знаками операций. Тип и значение данных, используемых в выражении, определяют тип выражения в целом.


^ 3.3.1. Арифметические выражения


АВ формируется из данных числового типа и соответствующих знаков операций. Так как числовой тип может быть как вещественным, так и целым, то знаки операций так же делятся на вещественные и целые. К вещественным операциям и в Бэйсике, и в Паскале относятся "+" - сложение, "-" - вычитание, "*" – умножение и "/" – деление. Кроме того, в Бэйсике имеется операция возведения в степень – "^". К операциям целого типа относятся те же операции, кроме деления, а так же имеются операция получения частного от деления двух целых чисел ( в Бэйсике - “\”, в Паскале – "div" ) и операция получения остатка от деления двух целых чисел – "mod" и в Бэйсике, и в Паскале (например, 17 mod 7, результат равен 3 ).

При написании выражений нужно следовать определенным правилам системы программирования. Так в некоторых случаях запрещено смешивать вещественные операнды и целые операции и наоборот. Особенно строг в этом отношении Паскаль. Такие ошибки легко исправляются, поскольку сообщения о них выдаются на этапе трансляции программы.

Тип выражения в целом определяется полученным значением, причём если хотя бы один из операндов (величины, участвующие в операциях) имеет вещественный тип, то результат так же имеет вещественный тип.

При написании арифметических выражений следует использовать скобки, которые наилучшим образом определяют порядок выполнения операций в выражении:

  1. Вычисления начинаются с самых внутренних скобок.

  2. Вычисляются значения функций.

  3. Возведение в степень.

  4. Операции умножения и деления в порядке записи.

  5. Сложение и вычитание в порядке записи


^ 3.3.2.Логические выражения.


Для их формирований используются знаки логических операций, а также логические и арифметические операнды.

Арифметические операнды используются для формирования простейших логических выражений (называются отношения).

В отношении 2 арифметические выражения связаны знаком отношения.

> >= =

< <= <>

Результатом операции отношения является истина (1) или ложь (0).

Эти отношения, а также логические константы, логические переменные и логические функции могут связываться между собой в логические выражения с помощью знаков логических операций.

Знаков логических операций в языках программирования от 5 до 8 штук. Рассмотрим основные из них, общие для Pascal и Basic – OR, AND и NOT.


OR и AND - двуместные операции(связывают два высказывания и делают одно),

Not-одноместная операция.

X

Y

X not Y

X and Y

Not X

Not Y

f

f

F

f

t

t

f

t

T

f

t

f

t

f

T

f

f

t

t

t

T

t

f

f

Результат логического сложения есть истина, если хотя бы одно из слагаемых истина.

Результат логического умножения истина, если оба сомножителя истинны.

Результат логического отрицания противоположен значению операнды.

Порядок вычисления логических выражений:

В Basic:

1.вычисляется операция отношения

2.операция not

3.операция and

4.операция OR

В Pascal:

1.высисляются арифметические выражения

2.вычисляется операция not

3.операция and

4.операция OR

5.операция отношения


^ 3.3.3 Строковые выражения.


Последовательность строковых операций, соединенных строковыми значениями операций.

Всего одна операция- +-конкатенация (объединение, склеивание).

Результатом операции является новая строка, являющаяся объединением двух слагаемых, в котором первый символ второго слагаемого следует за последним символом первого слагаемого.

"Маша" + "Вася"→ «МашаВася» (Basic)

'Маша'+'+'+'Вася'→'Маша+Вася' (Pascal)


С помощью одной операции решить серьезную задачу по обработке текстовых величин невозможно, поэтому системы программирования содержат библиотеки стандартных функций в Бейсике, а так же стандартных функций и процедур в Паскале (термин "процедура" будет рассмотрен нами позже).

^ 3.4.Основные исполняемые операторы языков.


Термин «исполняемые» взят из Basic.

Неисполняемый оператор: DIM.

В Pascal нет понятия неисполняемый оператор. Там все операторы исполняемые.

Среди неисполняемых операторов в Basic существует так же оператор ^ REM (от слова Remark -помечать)-оператор для вставки комментариев на русском языке в текст Бейсик-программы. Его формат:


REM <любая последовательность символов>


Кроме того, если в строке Бейсик-программы встретился знак ' – апостроф, то все символы за апострофом считаются комментарием.


В Паскале комментарий заключается в фигурные скобки {}, причем скобки могут находиться в разных строках.


Теперь об исполняемых операторах:


^ 3.4.1 Оператор присваивания.


Этот оператор соответствует блоку присваивания в блок-схемах











Оператор присваивания имеет следующий формат в Бейсике:


<имя переменной> = <выражение>


и в Паскале


<имя переменной>: = <выражение>;


Например: y:=x+1, x:=x+1 , y=y-3


Порядок выполнения операторов:

1.вычисляется значение выражения справа от знака присваивания

2.результат вычисления присваивается переменной слева от знака присваивания.

Поэтому запись х=х+1 имеет в программировании вполне определенный смысл – увеличение величины х на 1, и не следует его путать с подобным алгебраическим уравнением, не имеющим решения.


^ 3.4.2 Условный оператор.

Этот оператор соответствует условному блоку блок-схем:




В Бейсике существуют два формата записи этого оператора:


1) Оператор "в строчку":


IF <условие> THEN<операторы”да”> [ELSE <операторы”нет”>]


Здесь и далее квадратные скобки означают, что часть оператора, заключенная в них, может отсутствовать.


2) Оператор "в столбец"


IF <условие> THEN

<операторы”да”>

[ELSE

<операторы”нет”>]

ENDIF


В Pascal:


If <условие> then <оператор”да”> [else <оператор”нет”>];


Отличия:

В Basic каждый оператор, как правило, записывается в строчку. Несколько коротких операторов можно записать в одну строку, разделяя их двоеточием. Это правило распространяется на оператор IF "в строчку", где после слов THEN и ELSE можно записать группу операторов через двоеточие.

В Pascal операторы отделяются друг от друга двоеточием. При этом допустимо оператор начинать в одной строчке, а заканчивать в другой, пробелов в написании операторов может быть сколько угодною.Особенностью оператора IF в Паскале является то, что после слов THEN и ELSE может быть записан только один оператор. Если надо записать несколько операторов, то они должны быть заключены в так называемые операторные скобки begin…end, образуя тем самым единственный оператор, который в Паскале называется составным.


^ 3.4.3 Оператор выбора по ключу.


Ключ-выражение целого типа, которое может принимать значение из некоторой совокупности значений, и в зависимости от выбранного значения происходит выполнение соответствующего данному значению оператора.

k→k1, k2,…km.

Выполнение этого оператора происходит в соответствии со следующей блок-схемой:




Формат записи оператора выбора по ключу таков:


Для Basic :


^ SELECT CASE < ключ >

CASE < К1 > : < Oператор 1 >

CASE < К2 > : < Oператор 2 >

. . .

CASE < Кm > : < Oператор m >

CASE ELSE : < Oператор “ иначе ” >

END SELECT




Для Pascal :

CASE < ключ > of

< К1 > : < Oператор 1 > ;

< К2 > : < Oператор 2 > ;

. . .

< Кm > : < Oператор m > ;

ELSE : < Oператор “ иначе ” > ;

END ;


В качестве примера запишем выполнение арифметического действия над числами a и b, заданного знаком операции в переменной znak (на Паскале):

Сase znak of

“+” : c : = a + b;

“-” : c : =a – b;

“ ” : c : = a * b;

“/” : if b < > 0 then c : = a / b else Writeln( ‘ b = 0 ‘ )

else Writeln ( ‘ ошибка в знаке ’ ) ;

end ;


^ 3.4.4 Операторы цикла


Цикл "после"

Цикл – это группа операторов программы, которые повторяют своё выполнение циклически при истинности ( или ложности ) некоторого логического выражения (условия) и заканчивают свое выполнение, когда условие меняет свое значение.


а)Цикл с предусловием ( или цикл "до" )



в Basic:


While < условие цикла >

<Операторы в цикле>

Wend


в Pascal:


While < условие > do < оператор в цикле>;


Как и в случае с оператором if…then…else после слова do в операторе цикла должен записываться один оператор, в том числе и составной.


б)Цикл с постусловием ( или цикл "после" )



в Basic: в Pascal:


DO Repeat

< оператор цикла> < операторы цикла> ;

^ LOOP UNTIL < условие> UNTIL < условие>;


в)Цикл с известным количеством повторений.


В операторе цикла присутствует так называемая управляющая переменная (УП). Это переменная, у которой имеются начальное и конечное значения (НЗ,КЗ), а так же шаг , с которым переменная изменяет свое значение от начального к конечному. Шаг может быть и положительным, и отрицательным. В Basic шаг может принимать любое значение, в Pascal’е может принимать значение либо +1 либо -1. Если шаг цикла положителен, то НЗ должно быть меньше или равно КЗ, при отрицательном шаге должно выполняться НЗ>=КЗ. Условием выхода из цикла является переход значения УП через КЗ. Ниже приведена блок-схема выполнения оператора цикла при положительном шаге.




в Basic:


FOR < упр. > = < н.з.> TO < к.з.> STEP < шаг >

< операторы цикла>

NEXT [ < упр. > ]


в Pascal:


1. FOR < упр. > := < н.з.> TO < к.з.> DO < оператор >;

2. FOR < упр. > := < н.з.> DOWNTO < к.з.> DO < оператор >;


^ 3.4.5 Оператор безусловного перехода


Его назначение – передача управления некоторому оператору программы, который связан с оператором безусловного перехода меткой.

В блок-схемах оператору безусловного перехода соответствуют стрелки

Метка - это последовательность букв или цифр, после которой стоит двоеточие (и в Паскале, и в Бейсике).

в Pascal метки должны быть описаны в специальном разделе описаия:


Формат оператора:


в Basic: в Pascal:

GOTO < метка > GOTO < метка >;


Этот оператор довольно редко используется в программах, поскольку его использование не рекомендовано правилами структурного программирования, которых мы придерживаемся и о которых речь пойдет ниже.


^ 3.4.6 Операторы ввода – вывода


Ввод – это операция перемещения данных в память компьютера с каких – либо внешних устройств.

Вывод – операция, обратная вводу.


в Basic:

INPUT [ <пояснительный текст> ] , <Список вводимых

переменных>

в Pascal: ( ввод – вывод процедура )

Read ( < список вводимых переменных > ) ;

либо

Readln ( < список вводимых переменных > ) ;

LnLine – перевод курсора на другую строку.


в Basic:

PRINT < список вводимых величин >

в Pascal:

Write ( < список вводимых величин > ) ;

либо

Writeln ( < список вводимых величин > ) ;


В Бейсике имеются некоторые возможности по форматированию выводимых данных, Если между двумя выводимыми величинами в Basic’е стоит пробел, то следующая величина выводится с новой строчки, если запятая, до данные выводятся на экран рядом, если точка с запятой, то между выводимыми величинами ставится несколько пробелов ( количесьво различно и зависит от длин выводимых данных ).


В Pascal’е также возможно форматирование выводов. Для целой и текстовой величины можно указать количество позиций, в которых она должна располагаться.

Writeln ( K : 7 , X : 10 : 3 ) ;

Для вещественной величины можно указать количество позиций для размещения всего числа и количество позиций для дробной части


^ 3.5.Структура программного модуля.


1)Программный модуль строится в соответствии с правилами системы программирования и представляет собой наименьшую программную единицу.

2)Каждый модуль имеет единственную точку входа. В наших системах это первый исполняемый оператор.

3)Обычно модуль оформляется так, что окончание его работы (выход из модуля) осуществляется на последнем операторе.

Для этого в basic существует специальный оператор end, имеющий двойной смысл:

а) как описательный оператор (он объявляет об окончании текста программы);

б) как исполняемый оператор (он останавливает работу модуля и осуществляет выход из него).

Вместе с тем, в модулях возможна организация принудительного прекращения его работы (например, в аварийном случае). Для этого существуют операторы остановки ( операции выхода из модуля): в basic: STOP, в Паскале halt или exit.

4)Модуль хранится на диске в виде одного файла, т.е. модуль неделим.

Вместе с тем один программный файл может содержать несколько модулей.

5)Модуль, который мы записываем, называется главным или основным. Системы программирования имеют средства для создания модулей других типов, о чем речь пойдет ниже.


Правила составления основного модуля в basic достаточно просты. Операторы модуля в basic практически один в один соответствует блокам блок-смены, но:

1) операторы описания должны располагаться в модуле до 1-го использования описанных переменных или массивов в модуле.

2) оператор end последний и единственный.


В Паскале программный модуль состоит из двух частей

а) <описательная часть>

б) <исполнительная часть>


Описательная часть имеет собственную структуру. Обычно она начинается заголовком:


program <имя программы>;


После этого следует описание объектов. Из рассмотренных нами объектов таковыми являются переменные и метки.

Описание переменных начинается заголовком var (variable), за которым следует описание переменных (см. выше).

Описание меток имеет заголовок label, за которым следует список меток через запятую.

Исполнительная часть имеет следующую структуру:


^ Begin

<операторы модуля>

End.


Описательная часть в программе на Паскале может отсутствовать, например:


begin Writeln('Всем привет!') end.


^ 4. Пример решения задач с модульным подходом.


Рабочие изготавливают различные изделия. Требуется рассчитать зарплату каждого рабочего, если в каждой заявке на выполнение работы он указывает собственный табельный номер, код изготовленных изделий, количество изготовленных изделий и код качества выполненной работы.

Если код качества равен 001, устанавливается надбавка в 50%, а с кодом 002- надбавка 25%. Имеется таблица соответствующих кодов изделий и их стоимостей (таблица расценок).

^ Контрольный пример:

Исходные данные:

Таблица заявок

Табельный код количество код

номер рабочего изделия изделий качества

777 005 10 1

101 005 5 3

777 004 5 1

111 003 15 2

101 003 10 3

Таблица расценок

Код изделия стоимость

001 7,5

003 10

004 15

005 10


Результат:

Ведомость по зарплате

Табельный номер зарплата

777 262,5

101 150

111 187,5


В самом общем виде алгоритм решения задачи можно описать следующим образом:

1)Подсчитать стоимость каждой заявки.

2)Суммировть стоимости заявок по одинаковым табельным номерам.


Структурно данные задачи представляют собой таблицы, где таблица- это совокупность массивов одинаковой длины, соответствующие элементы которой описывают некоторый объект. В данной задаче присутствуют две исходных таблицы (таблица заявок из четырех массивов и таблица расценок из двух массивов) и одна выходная таблица из двух массивов (ведомость по зарплате).


Описание исходных и выходных данных:


  1. ^ Исходные данные.


n- количество заявок

TABN(n)- табельные номера

KODI(n)- код изделия

KOLI(n)- количество изделий

KODk(n)- код качества работы

m-количество изделий в таблице расценок

KODIz(m)- код изделия

STI(m)- стоимость изделия


^ 2. Выходные данные.


K- количество рабочих в ведомости по зарплате

TABNZ(k)-табличный номер рабочего в ведомости

Zarp(k)- зарплата рабочего


^ Программа на языке Бейсик



REM ведомость по зарплате

REM ввод исходных данных

INPUT "введите количество заявок и расценок";n,m

DIM TABN(n), KOD I(n), KOLI(n), KODK(n), STZ(n)

REM STZ(n) – промежуточный массив, стоимость заявки

DIM KODIZ(m), STI(m), TABNZ(n), ZARP(n)

FOR i=1 to n

PRINT "введите";i; "-ю заявку"

^ INPUT TABN(i), KOD I(i), KOL I(i), KOD K(i)

Next i

FOR i=1 to m

PRINT "введите";i; "-ю расценку"

INPUT KODIZ(i), STI(i)

Next i

REM Часть 1. Вычисление стоимости заявки

FOR i=1 to n

REM Поиск изделий в таблице расценок, p-признак поиска

p=0

FOR j=1 to m

IF KOD I(i)= KOD I Z(j) THEN p=j

NEXT j

IF p>0 THEN

REM вычисление стоимости заявки

ST Z(i)=ST I(p)*KOL I(i)

IF KOD K(i)=1 THEN ST Z(i)=0.5*ST Z(i)

IF KOD K(i)=2 THEN ST Z(i)=0.25*ST Z(i)

ELSE

PRINT «нет изделия с кодом»;KOD I(i)

STOP

END IF

NEXT i

REM Часть2. Подсчёт зарплаты


Рассмотрим подробнее алгоритм формирования ведомости по зарплате.

1) Табельный номер из заявок мы ищем в массиве табельных номеров из ведомости (даже если точно знаем, что их там ещё нет!)

2) Если мы не находим табельный номер в массиве TABNZ, то мы помещаем его в этот массив, а в соответствующий элемент ZARP помещаем стоимость заявки.

3) Если табельный номер найден в массиве TABNZ, то к соответствующему элементу в массиве ZARP прибавляем стоимость заявки.


REM подсчёт зарплаты

K=0 'Количество элементов

FOR i=1 to n

P=0 'признак поиска - не найден

FOR j=1 to k

IF TAB NZ(j)=TAB N(i) THEN p=j

NEXT j

IF p=0 THEN не найден

k=k+1

TAB NZ(k)= TAB N(i)

ZARP(k)=ST Z(i)

ELSE

ZARP(p)=ZARP(p)+STZ(i)

END IF

NEXT i

PRINT " Ведомость по зарплате"

PRINT "Табельный номер", "Зарплата"

FOR i=1 to k

^ PRINT TAB NZ(i), ZARP(i)

NEXT i

END


  1. Сложные типы данных.


Сложным типом называется такой тип данного, в описании которого используются простые (или базовые) типы данных. Основные простые типы, которые мы знаем, это:


В Pascal: Integer, Real, String, Boolean.

В Basic: INTEGER, SINGLE, DOUBLE, STRING


Организация сложного типа позволяет создавать собственные типы данных, соответствующие типам данных в реальных задачах. Собственные типы данных предназначены для организации в программе данных, представляющих собой единое целое в виде иерархической структуры.


П
студент
ример:



ФИО

адрес

Дата рождения







В Basic В Pascal

Тип структура запись


Структура (запись в Pascal) –есть конечная совокупность данных, возможно, разного типа.


В Basic для описания структур используется оператор TYPE. Его формат:


TYPE <имя>

<базовые типы>

END TYPE


В Pascal описание записи имеет следующий формат:


record

<базовые типы>

End;


Описание записи как типа, в Паскале должно быть выполнено в еще одном разделе описания (в дополнение к var и label) – в разделе описания типов. Его заголовок – type. В целом описание нового типа – запись – в Паскале выглядит почти аналогично бейсиковскому:


type <имя записи> = record

<базовые типы>

end;


В Basic с помощью оператора TYPE можно описывать только двухуровневые типы. Но описанная в Basic структура переходит в разряд базовых типов и ее имя можно использовать в последующих описаниях структур.

Описание приведенной выше структуры "Студент" может быть выполнена в Бейсике следующим образом

:

TYPE BD

^ DAY AS INTEGER

MON AS INTEGER DIM Student AS TypS

YEAR AS INTEGER DIM ST1,ST2 AS TypS

END TYPE ST1.FIO = Иванов

TYPE TypS ST2.BDAY/DAY = 12

FIO AS STRING языковый способ добираться до

ADRESS AS STRING конкретных данных в структуре

BDAY AS BD

END TYPE


Аналогичное описание в Паскале будет таким:

В Pascal:

type

BD=record

Day :integer;

Mon :integer;

Year :integer;

End;

TypS = record

fio: string;

address :string;

BDay: BD;

end;


Таким образом, в программах можно задавать новые типы данных, имеющих сложную иерархическую структуру. Значение такого данного со всеми связями и простыми типами будет хранится в переменной, описанной в программе обычном образом как переменная этого нового типа. Например, описание в Бейсике


^ DIM Student, St1,St2 AS TypS

а в Паскале


Student,St1,St2:TypS;


Задают три переменные нового типа Student, St1, St2. Оператор присваивания допускает работу с ними как с обычными переменными:


Student:=St1;


Для работы с простыми данными из структуры (записи) Student надо записать ее имя, а потом через точку имена подструктур (подзаписей) нижнего уровня, например,


^ St1.Fio:='Иванов'; St2.BDay.Day:=12;


Описание записи в Паскале можно выполнить непосредственно в разделе описания переменных, то есть не используя описание нового типа:

Var

Student,St1,St2: record;

Fio: string;

Address: string;

BDay: record;

Day: integer;

Mon: integer;

Year: record;

End;

End;


В Бейсике такая возможность отсутствует.



  1. Обработка файлов данных.


^ 6.1. Общие понятия


Под файлом понимается некоторая именованная совокупность данных, расположенная на внешнем носителе. Файлы организуются по правилам файловой системы, которые задаются операционной системой. В основе организации любого файла лежит понятие записи. Файл – совокупность записей. Под записью понимается наименьшая единица обмена между внешним устройством, где находится файл и оперативной памятью компьютера. Все записи файла имеют одинаковую структуру. Под структурой записи понимается совокупность полей (реквизитов), каждое из которых характеризуется типом. Порядок полей строго определен и одинаков во всех записях. Эти поля являются конкретными носителями данных, которые подвергаются обработке.

^ Обмен данными – под этим термином понимаются операции ввода и вывода. Ввод – это перемещение записей из файлов в оперативную память. Вывод – это перемещение записей из оперативной памяти на диск. Относительно файла операция ввода записи называется чтением из файла файла. Вывод записи может называться записью в файл, так что выражение "запись записи" имеет смысл, тем не менее обычно говорят или "вывод данных", или "вывод записи", или "запись данных".

В зависимости от способа обработки файлы делятся на входные файлы и выходные. Эти понятия относительны, то есть зависят от ситуации (относительно программы, которая их обрабатывает). Если файл уже существует и его записи являются исходными данными для какой то задачи, то есть программа, решающая задачу, считывает эти записи в оперативную память, то такой файл называется входным. Если файл формируется, т.е. программа выводит его записи на диск, то файл называется выходным.

Существует промежуточное понятие файла – обновляемый файл. Его записи считываются в программу, и после корректировки выводятся в файл на то же самое место.


Существует 2 противоположных способа организации файлов:

  1. Последовательная организация файла

2) Произвольная организация файла (прямая, случайная, выборочная, рандомизированая)

При первом способе все записи файла расположены на физическом носителе последовательно друг за другом, в том порядке, который был определен при формировании.

Во втором случае, каждая запись файла располагается по точно определенному для нее адресу.


В соответствии со способами организации определяют 2 метода доступа:

1) последовательный метод доступа. Означает, что все записи обрабатываются последовательно друг за другом в порядке их расположения, т.е. для того чтобы прочитать некоторую запись из файла, приходится прочитывать все предыдущие записи.

2)произвольный, прямой метод доступа. Осуществляется выборка конкретной записи по ее адресу.


Последовательная обработка файлов эффективна для файлов с последовательной организацией. Менее эффективна для прямых файлов, т.к. между записями этого файла могут быть промежутки.


Прямой метод доступа эффективен для файлов с произвольной организацией, т.к. записи имеют свои адреса. Совсем не эффективен для файлов с последовательной организацией.


В соответствии методами доступа, существуют внешние физические устройства последовательного или прямого доступа. Все диски на компьютерах являются устройствами прямого доступа.


К устройствам последовательного доступа относится стриммер(устройство памяти на магнитной ленте).Другими устройствами последовательного доступа являются принтер, клавиатура, мышь.


^ 6.2 Основные операции по обработке файлов.




Открытие файла чтение-запись данных закрытие файла

I (ввод-вывод записей) II III


Все эти операции, записанные в программе, организуют связь программы с операционной системой, под управлением которой выполняются эти операции.


I.Открытие файла выполняется по-разному. Открытие входного файла – поиск этого файла на диске по указанным именам. После этого операционная система разрешает программе доступ к записям файла и как правило, запрещает доступ к файлу из других программ.

При открытии выходного файла, операционная система отыскивает свободное место на указанную в физическом устройстве, помещает в файловую систему атрибуты этого файла и разрешает программе вывод записей в файл.


II.Ввод записей входного файла, обработка записей, и вывод записей в выходной файл. Обмен может осуществляться как по одной записи, так и по совокупностью записей, которая, как правило, называется блоком.

III. В результате закрытия файла операционная система запрещает доступ к записям файла. Для того чтобы вернуться к его обработке требуется повторить операцию открытия заново.


^ 6.3 Операторы (процедуры) обработки файлов в Basic и Pascal.


Работу с файлами в Бейсике осуществляют операторы языка, в Паскале – стандартные процедуры. Процедуры расширяют возможности языка и в программах записываются как самостоятятельные операторы. Позже термин "процедура" будет разобран подробнее.

Программы в языках программирования стараются составить так, чтобы они были независимыми от имени файла. Для этого в программу вводятся специальные файловые константы (в Basic) или файловые переменные (в Pascal ,Basic).

В Basic в соответствии между именами и константами устанавливается при открытии файла.

В Pascal файловая переменная предварительно должна быть описана в разделе описания переменных Var.


<файловая переменная>: file of <пр. тип>;


Пример: Var S: file of TypeS;


Соответствие между файловой переменной и именем файла устанавливается специальной процедурой под названием Assign. Её формат записи:


Assign(<файловая переменная>, <имя файла>);


Это первая процедура, с которой начинается обработка любого файла в программе на языке Паскаль.


^ 1) Открытие файла.


В Бейсике работа с файлом начинается оператором открытия файла. Его формат:


OPEN <имя файла> FOR <тип файла> AS # n


Здесь <имя файла> - либо его спецификация, либо полное имя при работе в текущем каталоге; n – целое число; <тип файла> - одно из слов INPUT, OUTPUT или RANDOM. Рассмотрим подробнее:


INPUT - открытие входного существующего файла с последовательной для ввода записей.;

OUTPUT - открытие выходного файла с последовательной организацией для вывода записей. Если файл с указанным в операторе именем уже существует, ОС его уничтожит и подготовит программу для формирования нового файла.

RANDOM – открывает файл с прямой организацией. Файлы RANDOM в Бейсике являются обновляемыми файлами. Если файл RANDOM с указанным в операторе именем существует, то он открывается для обработки. Если он не существует, то файловая система подготавливается к вводу записей в этот файл.


^ В Паскале нет разницы между последовательными и произвольными файлами, все файлы можно считать обновляемыми. Существуют две процедуры открытия файлов в Паскале:


а) открытие имеющегося на диске файла. Её формат:


Reset (<файловая переменная>);


Если такой файл не найден на диске, выдается сообщение об ошибке


б) Открытие файла, которого на диске нет.


Rewrite (<файловая переменная>);


Если файл с указанным именем есть на диске, то он уничтожается, при этом сообщение об удалении может выдаваться, а может и нет, в зависимости от настройки системы.


^ 2) Ввод-вывод записей файла


B BASICе ввод записей файла выполняется следующим оператором:


INPUT # n, <список ввода>


Этот оператор используется для файла, тип которого при открытии был задан INPUT. Списком ввода здесь являются простые переменные, записанные через запятую. Количество переменных в списке и их типы соответствуют структуре вводимой записи.


Для файлов типа OUTPUT, то есть выходных, используется оператор вывода записей следующего формата:


PRINT #n, <список вывода>


Особенностью файлов типа INPUT и OUTPUT является то, что оба они – текстовые, причем значения полей (реквизитов) в записи должны разделяться запятыми. Поэтому в операторе PRINT список вывода должен содержать между выводимыми значениями текстовую константу ",", например:

^ PRINT # 1, A, ",", B


Для устранения этого недостатка в Бейсик введен еще один оператор вывода в файл вида


WRITE #n,<список вывода>,


в котором не требуется константы "," между выводимыми величинами, например


^ WRITE # 1, A, B.


В Pascal:

чтение записи – READ (<файл переменной>, <сп. ввода>);


вывод записи – WRITE (<файл переменной>,<сп.вывода>)


INPUT “… for INPUT…”

PRINT “… for OUTPUT…”

WRITE “… for OUTPUT…”


К записям последовательных файлов в Бейсике возможен только последовательный метод доступа, т.е. записи обрабатываются по порядку с 1-й до последней. Для определения момента считывания последней записи файла используется логическая функция EOF (end of files). Её вид:


EOF (файловая переменная)


Для последовательного метода доступа в программах Бейсика организуется стандартный цикл вида:


WHILE NOT EOF (#n)

<чтение и обработка записи>

WEND


В Паскале для организации последовательного метода доступа организуется аналогичный цикл


^ WHILE NOT EOF (<фп>) do <чтение и обработка записи>;


Рассмотрим возможности языков при обработке файла с прямой организацией


Сначала в Бейсике


В Бейсике, как сказано выше, файл с прямой организацией открывается при выборе типа файла RANDOM. Для ввода записей существующего прямого файла используется оператор


GET #n, <номер записи>, <запись>


т.е. адресом записи прямого файла в Бейсике является просто его номер. Номер первой записи файла в Бейсике равен 0. Для того, чтобы вывести запись прямого файла, надо использовать оператор


PUT #n, <номер записи>, <запись>


Примечания:

1)В операторах INPUT, PRINT и WRITE можно записывать в списке вывода только переменные простых типов. Для того, чтобы ввести и вывести запись последовательного файла, надо перчислить все поля (реквизиты) этой записи.


2) в файле RANDOM в качестве входного или выходного списка можно использовать переменные любого типа, в том числе и структуры. Например:


PUT #1,5, Stud1


3)Номер записи в GET, PUT может отсутствовать (стоят “), тогда PUT и GET работают с очередной записью файда.


Иногда в задачах требуется начать обработку файла с некоторой записи, о которой известен её номер. Для этого в Бейсике используется оператор поиска нужной записи, имеющий вид:


SEEK #n, <номер записи>


Прямой файл, как уже говорилось, можно обрабатывать произвольно, можно последовательно. Приведем пример цикла последовательной обработки части прямого файла с 5-й записи до конца:


SEEK #1,5

^ WHILE NOT EOF (#1)

GET #1,,<запись>

<обработка записи>

WEND


Все о прямом файле в Бейсике.


Теперь в Паскале

Каждому файлу в Паскале поставлен в соответствие так называемый указатель файла, который принимает значение номера записи, которая готова к обработке (вводу или выводу). Номера записей в Паскале начинаются с 1.


Как говорилось, в Паскале каждый файл является как последовательным, так и прямым. Поэтому операторы вводы и вывода и для последовательной обработки, и для произвольной одни и те же: READ и WRITE. В этих операциях нет номера записи файла, как в Бейсике, они работают с той записью, на которой указывает указатель.


Если требуется выбрать для обработки нужную запись по ее номеру, то можно использовать, процедура установки значения указателя, внешне напоминающую бейсиковскую:


SEEK (<файловая переменная>;<номер записи>);

Например, SEEK (f,1)


Поскольку в процедурах ввода-вывода указатель не присутствует, иногда возникает необходимость выяснить номер позиции, где находится этот указатель (номер записи). Для этого в Pascal есть специальная функция:


FilePoz (<файловая п.>) – возвращает положение указателя (номер записи, готовой к обработке)


Например, SEEK (f, FilePoz (f)-1) возвращает на одну запись назад.


^ 3) Операция закрытия файла.


И в Бейсике, и в Паскале закрытие файла осуществляется практически одинаково: в Бейсике оператором


CLOSE #n


в Паскале процедурой


Сlose (<файловая переменная>);


После выполнения этих операций доступ к записям файла запрещен.





Скачать 0.64 Mb.
оставить комментарий
страница1/2
Дата29.09.2011
Размер0.64 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх